陳振湘

（上海市建工設計研究總院有限公司，上海 200000）

雖然建筑行業(yè)取得了許多成績，但其所產(chǎn)生的高能耗始終無法得到有效的節(jié)約，與綠色環(huán)保理念下的各項要求背道而馳，在這種背景下，為了更好地滿足人們的實際需要，必須積極促進建筑轉(zhuǎn)型。在現(xiàn)代建筑發(fā)展中，綠色節(jié)能技術可以最大化地降低建筑消耗。筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗結(jié)合暖通業(yè)內(nèi)最新技術實踐與發(fā)展趨勢，對暖通綠色節(jié)能技術的實踐做了分析和探究。如有不妥，歡迎指正。

1 綠色節(jié)能技術在暖通設計中的重要作用分析

20世紀70年代，能源危機后得到迅速發(fā)展的被動式建筑技術，通過建筑設計，使建筑在冬季充分利用太陽輻射熱取暖，盡量減少通過維護結(jié)構及通風滲透而造成熱損失；夏季盡量減少因太陽輻射及室內(nèi)人員設備散熱造成的熱量，以不使用機械設備為前提，完全依靠加強建筑物的遮擋功能，通過建筑上的方法，達到室內(nèi)環(huán)境舒適的目的的環(huán)保型建筑。

再比如，零能耗建筑設計原則的興起與推廣，如英國倫敦貝丁頓“零能耗發(fā)展”社區(qū)的“零能耗”的兩大特色：一是按照節(jié)能原則設計建筑物，而是社區(qū)能耗來源于內(nèi)部的可再生能源。首當其沖的就是建筑節(jié)能理念的采用。為了減少建筑的熱損失，同時盡可能使用太陽能獲得熱量，各建筑物緊湊相鄰，以減少建筑的總散熱面積。圍護結(jié)構采用超級絕熱外層；窗戶選用內(nèi)充氬氣的3層玻璃窗；窗框采用木材以減少熱傳導。用朝南的玻璃陽光房做重要的溫度調(diào)節(jié)器；采用自然通風系統(tǒng)將通風能耗最小化。風力驅(qū)動換熱器可隨風向的改變而轉(zhuǎn)動，一邊排出室內(nèi)的污濁空氣，一邊利用廢氣中的熱量預熱室外寒冷的新鮮空氣。在此熱交換過程中，最多有70%的通風熱損失得以挽回。其次，社區(qū)用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，同時使用可再生資源——木材為燃料。根據(jù)供應量，系統(tǒng)每年木材需求量1100t，其來源包括周邊地區(qū)的木材廢料和鄰近的生態(tài)公園中管理良好的速生林。樹木成長時吸收的CO2，在燃燒過程中等量釋放，符合零溫室氣體排放原則。此外，清華大學示范性超低能耗建筑，法國圣旺零能耗學校等等都是現(xiàn)代零能耗建筑的推廣采用案例。

我國北方建筑冬季集中供暖方案代替廣大農(nóng)村居民燒煤取暖，即實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，還防止了煤氣中毒的人身安全事故的發(fā)生。

熱泵技術在建筑業(yè)具有獨到的優(yōu)勢。住宅的熱需求基本屬于100℃以下的低溫供暖，包括20℃左右的室溫、40℃以上的熱水洗浴，熱泵技術都可以經(jīng)濟便利地滿足這些要求。熱泵技術吸取空氣、水或淺層地表的土壤中的熱量，熱效率高達500%～600%，是目前各種供熱系統(tǒng)所能達到的最高熱效率。盡管別的技術也可以用，但是沒有像熱泵技術這樣高的熱效率和經(jīng)濟效益，特別是環(huán)境和社會效益就更不用說了?？梢钥隙ǖ氖?，熱泵在未來的社會中將發(fā)揮重要作用（如圖1）。

圖1 熱泵在未來社會中的重要地位

2 暖通設計中綠色節(jié)能技術存在的問題

2.1 施工管理問題

目前，建筑施工單位很少會花時間研究暖通設計，設計人員沒有將暖通空調(diào)的系統(tǒng)設計置于重要的位置，兩者不可兼得，只有投入大量的資金，才能為暖通綠色、節(jié)能目標實現(xiàn)提供保障。施工單位往往只是關注數(shù)量，比較輕視質(zhì)量，雖然暖通系統(tǒng)施工可以提前完工，但所產(chǎn)生的能源消耗與國家標準存在較大的差異，所建設的工程不具備環(huán)保性的特征，浪費了大量的能源。從20世紀末期，建筑暖通設計工具早已全面計算機化，21世紀初推行的信息網(wǎng)絡技術將使暖通建筑設計模塊化、標準化，近10年的BIM技術，和將來的人工智能技術將使設計和施工管理走向標準化、模塊化、自動化、智能化。在施工過程中借助BIM技術的深化設計也可以在節(jié)能優(yōu)化方面大有作為。

2.2 不能有效推廣新技術、設計方案不確定

現(xiàn)如今我國雖然大力提倡綠色節(jié)能，并不斷加強研發(fā)力度，但是對于綠色節(jié)能來說，卻存在多種不同的節(jié)能方案，且這些方案均存在優(yōu)勢和不足。加上科學技術水平不斷提升，技術研究學者開始從多元化的方向開展研究和設計，從一定程度上來說，多元化的設計研究可以積極推動相關綠色節(jié)能技術的良好發(fā)展，但如果方案始終得不到統(tǒng)一，也難以制定規(guī)范的設計標準。如蓄能蓄冷空調(diào)技術，雖然有削峰填谷合理節(jié)約用電的優(yōu)點，但同時有初投資較大、經(jīng)濟效益差、有較大的占地面積要求、水池污染不便清潔以及調(diào)控困難等缺點，所以限制了這種技術的推廣。另如溴化鋰制冷機組，也有操作復雜維保困難的缺點，也限制了推廣。

3 暖通設計中綠色節(jié)能技術的具體實踐

3.1 選擇科學的設計方案

在設計暖通空調(diào)的過程中，通過改變空調(diào)系統(tǒng)風量，可以使節(jié)能效果得到進一步的提升，讓人們感覺環(huán)境非常舒適；針對人員流動性比較大的室內(nèi)，設計人員需要結(jié)合二氧化碳濃度調(diào)整空調(diào)新風量。如果房間面積廣闊，需要集中控制溫度和濕度。當建筑物體積比較大也比較高時，需要將分層空調(diào)系統(tǒng)合理應用到建筑中。在天氣比較熱時，分層空調(diào)系統(tǒng)可以節(jié)約大量的能源，并降低能源消耗。例如，某會展中心總建筑面積181660m2，其中展覽館面積127000m2，會議中心面積46400m2，高度15.6～25.9m，主體采用大跨度預應力張弦梁鋼筋混凝土框架結(jié)構，該工程在建設過程中為了確保最大化的節(jié)約能源，科學選擇暖通設計方案。再如暖通設備選型時，空調(diào)的能效比，水泵、風機的單位能耗功率的規(guī)范化也是綠色節(jié)能技術在暖通設計中的應用推手。

3.2 應用變頻技術

在建筑暖通設計中合理應用變頻技術，可以有效滿足建筑在節(jié)能設計方面的需求。具體來說，將綠色化的技術應用到建筑暖通設計中，不僅可以有效促進時代的發(fā)展，同時也可以更好地保護環(huán)境，積極轉(zhuǎn)變暖通設計發(fā)展方向，使其朝著綠色化的方向發(fā)展。變頻技術在綠色化的技術中非常關鍵，且變頻技術具有較強的節(jié)能效果。一般來說，運用該變頻技術可以實現(xiàn)大部分的節(jié)能目標。同時該技術具有多方面的優(yōu)勢。實際變頻功能在所有能耗設備中都有所體現(xiàn)，同時該技術在實現(xiàn)變頻調(diào)節(jié)的過程中并不會受到負荷的影響。這對于節(jié)約暖通系統(tǒng)的實際能耗具有非常重要的現(xiàn)實意義。

3.3 應用冷熱泵技術

在目前綠色化建筑發(fā)展過程中，不僅合理應用到了變頻技術，同時也將冷熱泵技術應用到了建筑暖通設計中。具體來說，冷熱泵技術在實際應用過程中合理利用了地源耦合泵，以針對性地調(diào)解夏季和冬季的溫度需要。同時，在為居住者供應熱水時，也要利用地源耦合泵。簡單來說，該技術在交換地下水與地下管路相關系統(tǒng)時，充分利用了地下水的穩(wěn)定性能。一般而言，在天氣比較炎熱時，利用冷特泵技術可以全方位內(nèi)地搜集室內(nèi)實際排除的熱量，并在日常生活中合理利用。而在天氣比較冷時，可以及時運用熱泵運出儲藏的熱能，進而使室內(nèi)環(huán)境的制熱需求得到滿足。以深圳地王大廈豪華公寓樓為例，該公寓樓應用了上千臺水源熱泵機組，有效滿足了人們對溫度的需求。

3.4 樓宇智能化技術

中央冷機機房群控，末端設備的監(jiān)控，如末端過濾器超壓報警，通過樓宇智能化自動控制，實現(xiàn)建筑能耗實時監(jiān)控。

4 結(jié)語

綜上，我國必須在充分考慮能源保護的基礎上再發(fā)展經(jīng)濟，因此，對于建筑暖通設計來說，必須全面總結(jié)目前暖通設計中綠色節(jié)能技術存在的問題，針對這些問題在建筑暖通設計中合理利用環(huán)境監(jiān)測技術、變頻技術等多元化的綠色技術。且應用綠色化的相關技術可以最大化地節(jié)約建筑暖通設計能耗，更好地滿足節(jié)能環(huán)保的要求，并在一定程度上促進建筑工程的發(fā)展。